本文公開的技術(shù)總體上涉及用于飛機(jī)的飛行管理系統(tǒng)，并且更具體地涉及用于計(jì)算飛行管理系統(tǒng)中的預(yù)測飛行剖面和相關(guān)聯(lián)的航跡預(yù)測參數(shù)的技術(shù)。

背景技術(shù)：

安裝在現(xiàn)代飛機(jī)的駕駛艙中的飛行管理系統(tǒng)(fms)執(zhí)行各種飛行關(guān)鍵功能，諸如導(dǎo)航、引導(dǎo)、飛行計(jì)劃、數(shù)據(jù)鏈路和性能。對(duì)于性能功能，飛行管理系統(tǒng)具有各種內(nèi)部算法，其利用存儲(chǔ)在基線性能數(shù)據(jù)庫中的空氣動(dòng)力學(xué)和推進(jìn)性能數(shù)據(jù)(以下稱為“基線性能數(shù)據(jù)”)來計(jì)算預(yù)測飛行剖面和相關(guān)聯(lián)的航跡預(yù)測參數(shù)，諸如預(yù)計(jì)的到達(dá)時(shí)間和預(yù)測燃料消耗量。然而，由于飛機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)和推進(jìn)性能的小但漸增的變化，飛機(jī)特性可能隨時(shí)間變化。因此，當(dāng)飛機(jī)繼續(xù)在使用中操作時(shí)，fms性能算法和基線性能數(shù)據(jù)可能隨時(shí)間而偏離實(shí)際飛機(jī)性能。這導(dǎo)致飛行管理系統(tǒng)計(jì)算不準(zhǔn)確的航跡預(yù)測。

由于一些飛機(jī)特性的可變性，一些航空公司可以采取以下一個(gè)或更多個(gè)步驟：(1)在每次飛行后下載并分析所記錄的實(shí)時(shí)飛行數(shù)據(jù)，諸如燃料流量、速度、高度等；(2)嘗試了解個(gè)別飛機(jī)的實(shí)際性能和行為，以提高效率、檢測異常情況并降低運(yùn)營成本；以及(3)基于歷史飛行數(shù)據(jù)的分析計(jì)算燃料流量或阻力修正，并且通過將那些修正作為維護(hù)任務(wù)手動(dòng)輸入到飛行管理系統(tǒng)中來將那些修正應(yīng)用于基線fms性能數(shù)據(jù)。最有效的方式可以是經(jīng)由數(shù)據(jù)鏈路和/或作為補(bǔ)充數(shù)據(jù)庫將一組修正數(shù)據(jù)表加載到飛行管理系統(tǒng)中。在后一種情況下，可能需要?jiǎng)?chuàng)建新的數(shù)據(jù)庫并且根據(jù)需要(每周或每月)將其上傳到飛行管理系統(tǒng)。這將需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力來更新和重新認(rèn)證新的數(shù)據(jù)庫和/或飛行管理系統(tǒng)。

即使飛機(jī)特性(諸如燃料流量和阻力)的變化被加載到飛行管理系統(tǒng)中，許多fms性能算法也將繼續(xù)利用基線性能數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)表，其數(shù)值已經(jīng)使用基線飛機(jī)性能數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)處理，并且不受加載到飛行管理系統(tǒng)的修正的影響，原因是以下一個(gè)或更多個(gè)原因：(1)由于更新和重新認(rèn)證基線性能數(shù)據(jù)表需要大量的時(shí)間和精力，因此這些表在飛行管理系統(tǒng)內(nèi)是不可修改的，飛機(jī)繼續(xù)使用在飛機(jī)首次交付時(shí)安裝的初始認(rèn)證數(shù)據(jù)運(yùn)行；(2)即使當(dāng)諸如燃料流量和阻力的更新的飛機(jī)特性數(shù)據(jù)可用時(shí)，由于有限的fms計(jì)算能力和/或嚴(yán)格的fms定時(shí)要求，飛行管理系統(tǒng)也不能經(jīng)常訪問它們來計(jì)算性能參數(shù)；以及(3)基線性能數(shù)據(jù)表的輸入和輸出可能與更新的飛機(jī)特性數(shù)據(jù)(諸如燃料流量和阻力)不兼容。

提供一種被配置成有效地提供用于計(jì)算預(yù)測飛行剖面和相關(guān)聯(lián)的航跡預(yù)測參數(shù)的實(shí)時(shí)飛機(jī)性能計(jì)算的飛行管理系統(tǒng)將是有利的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

以下詳細(xì)公開的主題涉及飛行管理系統(tǒng)，其能夠監(jiān)測飛機(jī)特性(例如燃料流量和阻力)的變化。當(dāng)預(yù)定事件被觸發(fā)時(shí)，飛行管理系統(tǒng)創(chuàng)建或更新數(shù)據(jù)庫中的一組“動(dòng)態(tài)”表，這些表使得fms性能算法能夠利用最新的燃料流量和阻力數(shù)據(jù)。使用動(dòng)態(tài)表中更新的空氣動(dòng)力學(xué)和推進(jìn)性能數(shù)據(jù)，飛行管理系統(tǒng)能夠計(jì)算更準(zhǔn)確的飛行剖面和航跡預(yù)測參數(shù)，例如預(yù)計(jì)的到達(dá)時(shí)間和預(yù)測的燃料消耗量。

以下詳細(xì)公開的系統(tǒng)和方法基于所定義的觸發(fā)、高效算法和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)來動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建和更新飛機(jī)性能數(shù)據(jù)，以更好地利用飛行管理系統(tǒng)中的計(jì)算資源。

根據(jù)一些實(shí)施方式，當(dāng)燃料流量或阻力修正被上傳并應(yīng)用于基線飛機(jī)性能數(shù)據(jù)(或補(bǔ)充數(shù)據(jù)庫)時(shí)，觸發(fā)器和適用的fms性能算法基于該燃料流量和阻力修正數(shù)據(jù)計(jì)算或更新飛行管理系統(tǒng)中的一組動(dòng)態(tài)表。這種能力的結(jié)合具有fms性能算法將反映最新(即，當(dāng)前)飛機(jī)特性的益處。此外，此功能使得不需要手動(dòng)更新和重新認(rèn)證基線性能數(shù)據(jù)庫中的性能數(shù)據(jù)表。

當(dāng)創(chuàng)建或更新一組動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)表時(shí)，它們的值以表格格式(具有兩個(gè)或更多個(gè)維度)存儲(chǔ)，使得可以由飛行管理系統(tǒng)以有效的方式查找和使用這些值來用于諸如航跡預(yù)測的性能計(jì)算。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)表的存儲(chǔ)通過避免經(jīng)常使用修正的燃料流量或阻力數(shù)據(jù)來計(jì)算fms性能算法的更新值，從而有利于飛行管理系統(tǒng)。修正的飛機(jī)性能值可以簡單地在動(dòng)態(tài)表中查找，從而釋放fms計(jì)算資源。這也是計(jì)算上有效的。

動(dòng)態(tài)表輸入/輸出定義可以在飛行管理系統(tǒng)內(nèi)以不同的方式定義。例如，其可以包含在其它可加載數(shù)據(jù)庫中，或作為其它現(xiàn)有基線性能數(shù)據(jù)庫表的一部分。具有用于性能功能的更新數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)表可以經(jīng)由物理或無線連接從飛行管理系統(tǒng)卸載到其它系統(tǒng)，并且可以用于進(jìn)行進(jìn)一步分析。

根據(jù)一些實(shí)施方式，飛行管理系統(tǒng)可以被配置(即，編程)為響應(yīng)于預(yù)定觸發(fā)點(diǎn)/事件(諸如，某些機(jī)組人員動(dòng)作或者確定修正的飛機(jī)特性值與當(dāng)前飛機(jī)特性值的偏差等于或大于指定閾值百分比)來向所述動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)表填入新值。根據(jù)其它實(shí)施方式，可以以規(guī)則的時(shí)間間隔或在每次飛行之前填充動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)表。

此外，當(dāng)fms性能算法使用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)表而不是基線性能數(shù)據(jù)庫中的表時(shí)，這可以通過cdu頁面上或駕駛艙顯示器上的各種視覺指示向飛行員指示。

以下詳細(xì)公開的主題的一個(gè)方面是一種用于顯示飛機(jī)上的航跡參數(shù)的預(yù)測值的方法，該方法包括：(a)將基線飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)在第一非臨時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，所述基線飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表包括具有作為飛行參數(shù)的值的輸入并且具有作為航跡參數(shù)的預(yù)測值的輸出的第一查找表，所述航跡參數(shù)值是飛機(jī)特性的基線值和飛行參數(shù)的值的函數(shù)；(b)獲得表示要應(yīng)用于飛機(jī)的飛機(jī)特性的基線值的修正的飛機(jī)特性修正數(shù)據(jù)；(c)通過將所述修正應(yīng)用于飛機(jī)的飛機(jī)特性的基線值來計(jì)算飛機(jī)特性的修正值；(d)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表，所述動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表包括第二查找表，該第二查找表具有作為飛行參數(shù)的值的輸入，并且具有作為航跡參數(shù)的更新的預(yù)測值的輸出，所述航跡參數(shù)值是飛機(jī)特性的修正值和飛行參數(shù)的值的函數(shù)；(e)將所述動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)在第二非臨時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中；(f)在飛機(jī)的當(dāng)前飛行期間從動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表檢索航跡參數(shù)的更新的預(yù)測值；以及(g)在飛機(jī)的當(dāng)前飛行期間，在飛行駕駛艙中的顯示單元上顯示表示所檢索到的更新的預(yù)測值的字母數(shù)字符號(hào)。

前述方法還可以包括：測量飛機(jī)上的飛機(jī)特性的物理實(shí)施方式，以產(chǎn)生飛機(jī)特性的實(shí)時(shí)測量值；確定飛機(jī)特性的實(shí)時(shí)測量值與飛機(jī)特性的修正值中的相應(yīng)一個(gè)的偏差的大??；將所述偏差的大小與指定閾值進(jìn)行比較；以及響應(yīng)于所述偏差的大小超過所述指定閾值，基于所述偏差的大小重新填充所述動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述飛機(jī)特性是燃料流量。

以下詳細(xì)公開的主題的另一個(gè)方面是一種用于顯示飛機(jī)上的航跡參數(shù)的預(yù)測值的方法，該方法包括：(a)將飛機(jī)特性的值存儲(chǔ)在非臨時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中；(b)在所述非臨時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表，所述動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表包括查找表，該查找表具有作為所述飛行參數(shù)的值的輸入，并且具有作為所述航跡參數(shù)的更新的預(yù)測值的輸出，所述航跡參數(shù)值是飛機(jī)特性值和飛行參數(shù)值的函數(shù)；(c)測量飛機(jī)上的飛機(jī)特性的物理實(shí)施方式，以產(chǎn)生飛機(jī)特性的實(shí)時(shí)測量值；(d)確定飛機(jī)特性的實(shí)時(shí)測量值與飛機(jī)特性的相應(yīng)值之一的偏差的大小；(e)將所述偏差的大小與指定閾值進(jìn)行比較；(f)響應(yīng)于所述偏差的大小超過所述指定閾值，基于所述偏差的大小重新填充所述動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表；(e)在所述飛機(jī)的當(dāng)前飛行期間從所述重新填充的動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表檢索所述航跡參數(shù)的更新的預(yù)測值；以及(f)在飛機(jī)的當(dāng)前飛行期間，在飛行駕駛艙中的顯示單元上顯示表示所檢索到的更新的預(yù)測值的字母數(shù)字符號(hào)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述飛機(jī)特性是燃料流量。

還一方面是一種用于顯示飛機(jī)上的航跡參數(shù)的預(yù)測值的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括顯示單元和被配置為執(zhí)行以下操作的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：(a)將基線飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)在第一非臨時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，所述基線飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表包括具有作為飛行參數(shù)的值的輸入并且具有作為航跡參數(shù)的預(yù)測值的輸出的第一查找表，所述航跡參數(shù)值是飛機(jī)特性的基線值和飛行參數(shù)的值的函數(shù)；(b)獲得表示要應(yīng)用于飛機(jī)的飛機(jī)特性的基線值的修正的飛機(jī)特性修正數(shù)據(jù)；(c)通過將所述修正應(yīng)用于飛機(jī)的飛機(jī)特性的基線值來計(jì)算飛機(jī)特性的修正值；(d)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表，所述動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表包括第二查找表，該第二查找表具有作為飛行參數(shù)的值的輸入，并且具有作為航跡參數(shù)的更新的預(yù)測值的輸出，所述航跡參數(shù)值是飛機(jī)特性的修正值和飛行參數(shù)的值的函數(shù)；(e)將所述動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)在第二非臨時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中；(f)在飛機(jī)的當(dāng)前飛行期間從動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表檢索航跡參數(shù)的更新的預(yù)測值；以及(g)在飛機(jī)的當(dāng)前飛行期間，在飛行駕駛艙中的顯示單元上顯示表示所檢索到的更新的預(yù)測值的字母數(shù)字符號(hào)。所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還可以被配置為執(zhí)行以下操作：確定飛機(jī)特性的實(shí)時(shí)測量值與飛機(jī)特性的修正值中的相應(yīng)一個(gè)的偏差的大??；將所述偏差的大小與指定閾值進(jìn)行比較；以及響應(yīng)于所述偏差的大小超過所述指定閾值，基于所述偏差的大小重新填充所述動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表。

用于計(jì)算預(yù)測飛行剖面和相關(guān)聯(lián)的航跡預(yù)測參數(shù)的系統(tǒng)和方法的其它方面在下面公開。

附圖說明

在前述部分中討論的特征、功能和優(yōu)點(diǎn)可以在各種實(shí)施方式中獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)或者可以與其它實(shí)施方式進(jìn)行組合。下面將參照附圖描述各實(shí)施方式，以便說明上述和其它方面。

圖1是示出典型飛行管理系統(tǒng)的總體架構(gòu)的框圖。

圖2是識(shí)別圖1中所示的飛行管理系統(tǒng)的一些組件的框圖。

圖3是識(shí)別用于計(jì)算燃料流量的子系統(tǒng)的組件的框圖，其過程是圖1所示的性能管理功能的一部分。

圖4是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式識(shí)別飛行管理系統(tǒng)的一些組件的框圖，其中動(dòng)態(tài)性能數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)在飛行管理計(jì)算機(jī)中。

圖5是識(shí)別飛行管理系統(tǒng)的一些組件的框圖，其中動(dòng)態(tài)性能數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)在與飛行管理計(jì)算機(jī)分離的存儲(chǔ)裝置中。

圖6是表示可以經(jīng)由數(shù)據(jù)鏈路或使用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(ons)作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)加載到非臨時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中的阻力修正數(shù)據(jù)表的一個(gè)示例的打印輸出的圖。

圖7是表示在典型飛行管理系統(tǒng)中可以作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)在非臨時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中并由fms性能算法(例如，遠(yuǎn)程巡航)使用的數(shù)據(jù)表的一個(gè)示例的打印輸出的圖。

圖8是示出所選擇的遠(yuǎn)程巡航馬赫數(shù)對(duì)飛機(jī)的燃料里程的影響的圖表。遠(yuǎn)程巡航馬赫數(shù)在水平軸上；燃料里程(以每消耗一磅燃料的巡航中航行的海里測量)在垂直軸上。

圖9是表示在增強(qiáng)的飛行管理系統(tǒng)中可以作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)在非臨時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中并由fms性能算法(例如，遠(yuǎn)程巡航)使用的動(dòng)態(tài)生成的數(shù)據(jù)表的一個(gè)示例的打印輸出的圖。

圖10是表示在增強(qiáng)的飛行管理系統(tǒng)中可以作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以xml格式存儲(chǔ)在非臨時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中并由fms性能算法(例如，遠(yuǎn)程巡航)使用的動(dòng)態(tài)生成的數(shù)據(jù)表的一個(gè)示例的打印輸出的圖。

圖11a和圖11b是表示來自cdu的連續(xù)屏幕截圖的圖。圖11a示出了當(dāng)飛行管理系統(tǒng)使用基線飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表(諸如航空/發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)庫)時(shí)顯示的cdu頁面的屏幕截圖。圖11b示出了當(dāng)飛行管理系統(tǒng)使用動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表時(shí)顯示的改變的cdu頁面的屏幕截圖。

圖12是列出根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的用于顯示飛機(jī)上的航跡參數(shù)的預(yù)測值的方法的步驟的流程圖。

在下文中將對(duì)附圖進(jìn)行參照，其中不同附圖中的類似元件具有相同的附圖標(biāo)記。

具體實(shí)施方式

以下更詳細(xì)地描述改進(jìn)的航空電子飛行管理系統(tǒng)的說明性實(shí)施方式。然而，本說明書中并未描述實(shí)際實(shí)現(xiàn)的所有特征。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在任何這樣的實(shí)際實(shí)施方式的開發(fā)中，必須做出許多實(shí)現(xiàn)特定的決定以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，諸如符合系統(tǒng)相關(guān)和商業(yè)相關(guān)約束，其將從一種實(shí)現(xiàn)到另一種有所不同。此外，應(yīng)當(dāng)理解，這樣的開發(fā)努力可能是復(fù)雜和耗時(shí)的，但是對(duì)于受益于本公開的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言仍然是常規(guī)任務(wù)。

圖1是示出包括一個(gè)或更多個(gè)飛行管理計(jì)算機(jī)12和一個(gè)或更多個(gè)控制顯示單元(cdu)14的類型的典型飛行管理系統(tǒng)10的總體架構(gòu)的框圖。在圖1中僅描繪了一個(gè)控制顯示單元14。cdu是飛行管理計(jì)算機(jī)12與飛行員之間的主要接口。

fmc軟件可以駐留在相應(yīng)的飛機(jī)信息管理系統(tǒng)(aims)機(jī)柜中的相應(yīng)核心處理器上。fmc軟件可以包括以下內(nèi)容：飛行管理功能、導(dǎo)航功能18、推力管理功能20和基線性能數(shù)據(jù)庫30(例如，包含空氣動(dòng)力學(xué)和推進(jìn)數(shù)據(jù)的航空/發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)庫)。飛行管理功能提供引導(dǎo)22、飛行計(jì)劃24、數(shù)據(jù)鏈路26、性能管理功能28、cdu接口、到基線性能數(shù)據(jù)庫30的接口以及其它功能。導(dǎo)航功能提供傳感器選擇(慣性、無線電、衛(wèi)星)、位置解算確定以及其它功能。導(dǎo)航功能計(jì)算飛機(jī)位置、速度、軌道角度以及其它飛機(jī)參數(shù)(統(tǒng)稱為飛機(jī)狀態(tài))以支持fmcs功能，諸如飛行計(jì)劃、引導(dǎo)和顯示以及aims外部功能。

飛行管理系統(tǒng)10集成來自空中數(shù)據(jù)和慣性參考系統(tǒng)、導(dǎo)航傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)和燃料傳感器以及其它飛機(jī)系統(tǒng)(圖1中未示出)的信息以及內(nèi)部數(shù)據(jù)庫和機(jī)組人員輸入的數(shù)據(jù)，以執(zhí)行多個(gè)功能。飛行管理計(jì)算機(jī)可以包含導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(圖1中未示出)和基線性能數(shù)據(jù)庫30。

對(duì)于性能管理功能28，飛行管理系統(tǒng)10具有各種內(nèi)部算法，其利用存儲(chǔ)在基線性能數(shù)據(jù)庫30中的空氣動(dòng)力學(xué)和推進(jìn)性能數(shù)據(jù)來計(jì)算預(yù)測飛行剖面和相關(guān)聯(lián)的航跡預(yù)測參數(shù)，諸如預(yù)計(jì)的到達(dá)時(shí)間和預(yù)測燃料消費(fèi)量。性能管理功能28使用空氣動(dòng)力學(xué)和推進(jìn)模型以及優(yōu)化算法來產(chǎn)生與所選擇的并且在由空中交通控制施加的飛行計(jì)劃約束內(nèi)的性能模式一致的全面飛行狀態(tài)垂直剖面。對(duì)性能管理功能28的輸入包括燃料流量、總?cè)剂?、襟翼位置、發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)和限制、高度、空速、馬赫數(shù)、空氣溫度、垂直速度、沿著飛行計(jì)劃的進(jìn)展以及來自cdu的飛行員輸入。輸出是為了對(duì)飛機(jī)進(jìn)行最佳控制的馬赫數(shù)、校準(zhǔn)空速和推力的目標(biāo)值，以及向機(jī)組人員提供的咨詢數(shù)據(jù)。

每個(gè)飛行階段的各種性能模式(諸如經(jīng)濟(jì)攀登、經(jīng)濟(jì)巡航和遠(yuǎn)程巡航)可以由飛行員通過cdu進(jìn)行選擇?？梢詾檠埠斤w行階段指定多個(gè)性能模式。默認(rèn)模式是限速的經(jīng)濟(jì)模式。計(jì)算經(jīng)濟(jì)曲線以優(yōu)化由成本指數(shù)因素控制的燃料或時(shí)間成本。

空氣動(dòng)力學(xué)和推進(jìn)模型用于生成所選性能模式的最佳垂直剖面。如果自動(dòng)油門或自動(dòng)駕駛儀不用于性能管理功能28的自動(dòng)控制，則飛行員可以通過參考cdu和速度帶上的空速表游標(biāo)手動(dòng)飛行最佳速度計(jì)劃。

根據(jù)圖1所示的實(shí)施方式，基線性能數(shù)據(jù)庫30由數(shù)據(jù)庫加載器16使用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(ons)加載。基線性能數(shù)據(jù)庫30包含用于飛機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)模型以及用于發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)性能模型和推力額定值模型的預(yù)先存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。性能管理功能28使用基線性能數(shù)據(jù)庫30來計(jì)算諸如速度限制和速度目標(biāo)的實(shí)時(shí)參數(shù)，以及執(zhí)行諸如飛行計(jì)劃預(yù)測的預(yù)測計(jì)算。基線性能數(shù)據(jù)庫30也由推力管理功能20用來計(jì)算推力極限。

圖1所示的性能管理功能28可以被配置為執(zhí)行基于定義的觸發(fā)動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建和更新飛機(jī)性能數(shù)據(jù)的性能算法，從而能夠更好地利用飛行管理系統(tǒng)中的計(jì)算資源。如圖2所示，基線性能數(shù)據(jù)可以借助于數(shù)據(jù)加載器16被加載到基線性能數(shù)據(jù)庫30中。性能算法34然后從基線性能數(shù)據(jù)庫30檢索相關(guān)的基線性能數(shù)據(jù)，并使用它來計(jì)算預(yù)測的航跡參數(shù)。該計(jì)算的結(jié)果顯示在控制顯示單元14上以供機(jī)組人員觀察。

圖3是識(shí)別用于計(jì)算燃料流量的子系統(tǒng)的組件的框圖，其過程是圖1所示的性能管理功能28的一部分。在當(dāng)前fmc設(shè)計(jì)中，使用存儲(chǔ)在基線性能數(shù)據(jù)庫30中的基線燃料流量數(shù)據(jù)42和由航空公司更新/輸入的燃料流量修正44來計(jì)算燃料流量數(shù)據(jù)。使用燃料流量修正來計(jì)算預(yù)計(jì)的當(dāng)前燃料流量值。燃料流量修正可以簡單地是百分比數(shù)。例如，如果它為1％，則基線燃料流量數(shù)據(jù)改變1％。

通常，飛機(jī)還配備有用于實(shí)時(shí)測量實(shí)際燃料流量的裝置。該方法包括基于每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的一組預(yù)定參考操作參數(shù)獲得飛機(jī)的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)測燃料流率的步驟。優(yōu)選地，發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)定參考操作參數(shù)包括發(fā)動(dòng)機(jī)推力、空速、高度、外部空氣溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)附件負(fù)載(諸如發(fā)電機(jī)、放氣負(fù)載、液壓泵負(fù)載以及其它負(fù)載)和發(fā)動(dòng)機(jī)年齡(循環(huán)次數(shù))。每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)定參考操作參數(shù)都可以從標(biāo)準(zhǔn)查找表或快速參考手冊(cè)獲得。該方法還包括基于每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際操作參數(shù)獲得飛機(jī)的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的測得的燃料流率的步驟。每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的測得的燃料流率在幾個(gè)步驟中獲得。安裝在燃料管路中的流量計(jì)物理地測量通過管路行進(jìn)的燃料的體積。安裝在燃料箱中的燃料密度計(jì)計(jì)算燃料密度。軟件將體積燃料流率乘以燃料密度以獲得顯示給飛行員的燃料質(zhì)量流率。該方法還包括使用發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件(諸如由圖3中所示的發(fā)動(dòng)機(jī)指示和機(jī)組警報(bào)系統(tǒng)(eicas)48使用的軟件)來將預(yù)測的燃料流率與測得的燃料流率進(jìn)行比較。該方法還包括如果在測得的燃料流率與預(yù)測的燃料流率之間存在高于擾亂閾值的差值則在控制顯示單元14(見圖1)上自動(dòng)提供警報(bào)的步驟。在某個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)推力、高度和速度下將預(yù)測的燃料流率與實(shí)際燃料流率進(jìn)行比較，并且如果實(shí)際燃料流率遠(yuǎn)高于預(yù)測的燃料流率，則為該發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)記該消息，并且自動(dòng)顯示報(bào)警。

根據(jù)下面詳細(xì)公開的實(shí)施方式，可以提供改進(jìn)的飛行管理系統(tǒng)，其具有監(jiān)視飛機(jī)特性(例如燃料流量和阻力)的變化的能力。飛行管理計(jì)算機(jī)可以被配置為使得當(dāng)預(yù)定事件被觸發(fā)時(shí)，飛行管理計(jì)算機(jī)創(chuàng)建或更新一組動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表，其使得fms性能算法能夠利用最新的燃料流量和阻力數(shù)據(jù)。使用動(dòng)態(tài)表中更新的空氣動(dòng)力學(xué)和推進(jìn)性能數(shù)據(jù)，飛行管理系統(tǒng)能夠計(jì)算更準(zhǔn)確的飛行剖面和航跡預(yù)測參數(shù)，例如預(yù)計(jì)的到達(dá)時(shí)間和預(yù)測的燃料消耗量。

動(dòng)態(tài)表輸入/輸出定義可以在飛行管理系統(tǒng)內(nèi)定義，或者可以包含在其它可加載數(shù)據(jù)庫或其它現(xiàn)有數(shù)據(jù)表中。具有用于性能功能的更新數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)表可以經(jīng)由物理或無線連接從飛行管理系統(tǒng)卸載到其它系統(tǒng)，并且可以用于進(jìn)行進(jìn)一步分析。

圖4是識(shí)別根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的飛行管理系統(tǒng)的一些組件的框圖，其中動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能表36駐留在飛行管理計(jì)算機(jī)12內(nèi)。如圖4所示，在性能算法34與動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能表36之間存在雙向通信。當(dāng)存在引起飛行管理計(jì)算機(jī)12的處理器填充動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能表36的觸發(fā)點(diǎn)時(shí)，數(shù)據(jù)從性能算法34流到動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能表36。一旦動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能表36被填充，它們就被性能算法34使用。此外，在性能算法34與控制顯示單元14之間存在雙向通信。這是因?yàn)轱w行員現(xiàn)在具有單獨(dú)地或與動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能表36結(jié)合地使用基線性能數(shù)據(jù)庫30以用于更準(zhǔn)確的預(yù)測計(jì)算的能力。

圖5是識(shí)別飛行管理系統(tǒng)的一些組件的框圖，其中動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能表36存儲(chǔ)在與飛行管理計(jì)算機(jī)12分離的存儲(chǔ)裝置40中。根據(jù)這種設(shè)計(jì)，動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能表36可以駐留在任何其它機(jī)載系統(tǒng)(諸如車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電子飛行包、維護(hù)接入終端等)、地面系統(tǒng)/服務(wù)器、手持設(shè)備或云上。

當(dāng)燃料流量或阻力修正被上傳并應(yīng)用于基線性能數(shù)據(jù)庫(或補(bǔ)充數(shù)據(jù)庫)中的基線飛機(jī)性能數(shù)據(jù)時(shí)，其觸發(fā)適用的fms性能算法來基于新的燃料流量和阻力數(shù)據(jù)計(jì)算或更新飛行管理系統(tǒng)中的一組動(dòng)態(tài)表。fms性能算法現(xiàn)在將反映最新(即，當(dāng)前)飛機(jī)特性。飛行管理系統(tǒng)不必不斷地使用修正的燃料流量或阻力數(shù)據(jù)來計(jì)算fms性能算法的值。修正的飛機(jī)性能值可以在動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表中簡單地查找。

例如，圖6是表示可以經(jīng)由數(shù)據(jù)鏈路或使用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)加載到非臨時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中的阻力修正數(shù)據(jù)表50的一個(gè)示例的打印輸出的圖。在數(shù)據(jù)表50中，x是馬赫數(shù)，y是高度(英尺)，z是阻力修正因子?？梢杂|發(fā)性能算法以填充包含作為阻力的函數(shù)的數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表。

當(dāng)創(chuàng)建或更新一組動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表時(shí)，它們的值以表格格式(具有兩個(gè)或更多個(gè)維度)存儲(chǔ)，使得可以由飛行管理系統(tǒng)以有效的方式查找和使用這些值來用于諸如航跡預(yù)測的性能計(jì)算。

圖7是表示在典型飛行管理系統(tǒng)中可以作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)在非臨時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中并由fms性能算法(例如，遠(yuǎn)程巡航)使用的查找表52的一個(gè)示例的打印輸出的圖。在圖7所示的示例性查找表52中，輸入值為總重量，輸出值為遠(yuǎn)程巡航馬赫數(shù)。然而，諸如高度和環(huán)境空氣溫度的附加輸入可以包括在查找表中。該表使用基線飛機(jī)性能數(shù)據(jù)來定義，并且當(dāng)飛機(jī)特性數(shù)據(jù)(諸如燃料流量)改變時(shí)不進(jìn)行修改。此外，此表不能在飛行管理系統(tǒng)內(nèi)更新。

根據(jù)本文提出的改進(jìn)系統(tǒng)的一些實(shí)施方式，飛行管理系統(tǒng)可以被配置(即，編程)為響應(yīng)于預(yù)定觸發(fā)點(diǎn)/事件(諸如某些機(jī)組人員動(dòng)作或確定修正的飛機(jī)特性值與當(dāng)前飛機(jī)特性值的偏差等于或大于指定閾值百分比)來向所述動(dòng)態(tài)表填入新值。根據(jù)其它實(shí)施方式，可以以規(guī)則的時(shí)間間隔或在每次飛行之前填充動(dòng)態(tài)表。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，該系統(tǒng)被配置成當(dāng)測得的燃料流率偏離基線燃料流率超過指定閾值時(shí)生成動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表。如果由飛行管理計(jì)算機(jī)使用燃料流量修正44(參見圖3)計(jì)算的燃料流量值與由發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際使用的燃料流量(因此這是發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際燃料消耗)不同，則飛行管理計(jì)算機(jī)應(yīng)填充動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表中的燃料流量數(shù)據(jù)。

圖8是示出所選擇的遠(yuǎn)程巡航馬赫數(shù)對(duì)飛機(jī)的燃料里程的影響的圖表。遠(yuǎn)程巡航馬赫數(shù)在水平軸上；燃料里程(以每消耗一磅燃料的巡航中航行的海里測量)在垂直軸上。遠(yuǎn)程巡航性能算法可以使用已修正的燃料流量值來使用已知方程計(jì)算感興趣的重量和高度的遠(yuǎn)程巡航馬赫數(shù)，例如，通過使用真實(shí)空速與燃料流量的比率來計(jì)算燃料里程；確定燃料里程處于最大值的馬赫數(shù)和相關(guān)聯(lián)的燃料里程，并然后通過將對(duì)應(yīng)于最大燃料里程的馬赫數(shù)乘以指定的百分比(例如，99％)來計(jì)算遠(yuǎn)程巡航馬赫數(shù)。所計(jì)算出的遠(yuǎn)程巡航馬赫數(shù)然后可以存儲(chǔ)在具有輸入重量和溫度的動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表中。因此，飛行管理系統(tǒng)不必不斷地使用修正的燃料流量數(shù)據(jù)來計(jì)算遠(yuǎn)程巡航馬赫數(shù)的值。修正的遠(yuǎn)程巡航馬赫數(shù)可以在動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表中簡單地查找。

圖9是表示fms遠(yuǎn)程巡航性能算法可以生成和利用的動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表54的一個(gè)示例的打印輸出的圖。其使用兩個(gè)輸入(與標(biāo)準(zhǔn)天的總重量和溫度偏差)而不是僅一個(gè)輸入(如圖7所示的總重量)。動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表54的輸入可以在飛行管理系統(tǒng)內(nèi)定義或使用其它數(shù)據(jù)表(諸如基線性能數(shù)據(jù)庫)來定義。使用該表比使用性能算法一次又一次計(jì)算遠(yuǎn)程巡航馬赫數(shù)更有計(jì)算效率。

動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表可以是任何格式。例如，圖10是表示在增強(qiáng)的飛行管理系統(tǒng)中可以作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以xml格式存儲(chǔ)在非臨時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中并由fms性能算法(例如，遠(yuǎn)程巡航)使用的動(dòng)態(tài)生成的飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表56的一個(gè)示例的打印輸出的圖。

此外，當(dāng)fms性能算法使用動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表而不是基線飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表時(shí)，這將通過cdu頁面或駕駛艙顯示器上的各種視覺指示向飛行員指示。例如，圖11a和圖11b是表示來自cdu的連續(xù)屏幕截圖60和62的圖。圖11a示出了當(dāng)飛行管理系統(tǒng)使用基線飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表(諸如航空/發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)庫)時(shí)顯示的cdu頁面的屏幕截圖60。圖11b示出當(dāng)飛行管理系統(tǒng)使用動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表時(shí)顯示的改變的cdu頁面的屏幕截圖62。圖11a和圖11b示出了可以如何改變cdu頁面以反映fms性能算法正在使用動(dòng)態(tài)表而不是基線性能數(shù)據(jù)庫。從圖11a中不是粗體字的“l(fā)rc速度”和“目的地燃料”標(biāo)簽改變成圖11b中的粗體字“l(fā)rc速度”標(biāo)簽64和粗體字“目的地燃料”標(biāo)簽66旨在表示當(dāng)飛行管理系統(tǒng)使用動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表而不是基線飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表時(shí)發(fā)生的顏色變化(例如，從黑色變?yōu)榧t色)。

圖12是列出根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的用于顯示飛機(jī)上的航跡參數(shù)的預(yù)測值的方法100的步驟的流程圖。該方法100包括以下步驟：將基線飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)在第一非臨時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，所述基線飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表包括具有作為飛行參數(shù)的值的輸入并且具有作為航跡參數(shù)的預(yù)測值的輸出的第一查找表，所述航跡參數(shù)值是飛機(jī)特性的基線值和飛行參數(shù)的值的函數(shù)(步驟102)；獲得表示要應(yīng)用于飛機(jī)的飛機(jī)特性的基線值的修正的飛機(jī)特性修正數(shù)據(jù)(步驟104)；通過將所述修正應(yīng)用于飛機(jī)的飛機(jī)特性的基線值來計(jì)算飛機(jī)特性的修正值(步驟106)；產(chǎn)生動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表，所述動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表包括第二查找表，該第二查找表具有作為飛行參數(shù)的值的輸入，并且具有作為航跡參數(shù)的更新的預(yù)測值的輸出，所述航跡參數(shù)值是飛機(jī)特性的修正值和飛行參數(shù)的值的函數(shù)(步驟108)；將所述動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)在第二非臨時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中(步驟110)；在飛機(jī)的當(dāng)前飛行期間從動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表檢索航跡參數(shù)的更新的預(yù)測值(步驟120)；以及在飛機(jī)的當(dāng)前飛行期間，在飛行駕駛艙中的顯示單元上顯示表示所檢索到的更新的預(yù)測值的字母數(shù)字符號(hào)(步驟122)。

在動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表已經(jīng)被存儲(chǔ)之后，該方法可以包括以下附加步驟：測量飛機(jī)上的飛機(jī)特性的物理實(shí)施方式，以產(chǎn)生飛機(jī)特性的實(shí)時(shí)測量值(步驟112)；確定飛機(jī)特性的實(shí)時(shí)測量值與飛機(jī)特性的修正值中的相應(yīng)一個(gè)的偏差的大小(步驟114)；將該偏差的大小與指定閾值進(jìn)行比較(步驟116)；響應(yīng)于所述偏差的大小超過所述指定閾值，基于所述偏差的大小重新填充所述動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表(步驟118)；在飛機(jī)的當(dāng)前飛行期間從所述動(dòng)態(tài)飛機(jī)性能數(shù)據(jù)表檢索所述航跡參數(shù)的更新的預(yù)測值(步驟120)；以及在飛機(jī)的當(dāng)前飛行期間在飛行駕駛艙中的顯示單元上顯示表示檢索到的更新的預(yù)測值的字母數(shù)字符號(hào)(步驟122)。

雖然已經(jīng)參考各種實(shí)施方式描述了設(shè)備和方法，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在不脫離本文的教導(dǎo)的情況下，可以進(jìn)行各種改變并且可以用等同物替代其元件。另外，可以進(jìn)行許多修改以使本文公開的概念和實(shí)踐的減少適應(yīng)特定情況。因此，旨在由權(quán)利要求覆蓋的主題不限于所公開的實(shí)施方式。

如權(quán)利要求中所使用的，術(shù)語“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”應(yīng)當(dāng)被寬泛地解釋為包括具有至少一個(gè)計(jì)算機(jī)或處理器并且可以具有通過網(wǎng)絡(luò)或總線通信的多個(gè)計(jì)算機(jī)或處理器的系統(tǒng)。如在前面的句子中所使用的，術(shù)語“計(jì)算機(jī)”和“處理器”都是指包括處理單元(例如，中央處理單元，集成電路或算術(shù)邏輯單元)的設(shè)備。

下文闡述的方法權(quán)利要求不應(yīng)被解釋為要求其中所述的步驟以字母順序(權(quán)利要求中的任何字母順序僅用于參考前述步驟的目的)或者按照它們被列舉的順序執(zhí)行。也不應(yīng)解釋為排除同時(shí)或交替執(zhí)行的兩個(gè)或更多個(gè)步驟的任何部分。